玻璃钢相关汇总分析.docx

1、玻璃钢相关汇总分析玻璃钢汇总资料玻璃钢英文即FRP,别名：玻璃纤维增强复合塑料，是用玻璃纤维增强剂和不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂粘合剂为基本组成。玻璃钢的特点质轻而硬， 不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀等。玻璃钢制品常用的基本成型工艺 有如下几种：手糊成型工艺、拉挤成型工艺、缠绕成型工艺、模压成型工艺。1、玻璃钢成型工艺玻璃钢成型工艺有如下几种： 手糊成型工艺、拉挤成型工艺、 缠绕成型工艺、 模压成型工艺。1.1 手糊成型手糊成型工艺又称接触成型， 是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普 遍的一种成型方法。 手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体， 以玻璃 纤维及其织物为增强材

2、料， 在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合， 使二者粘接 在一起，制造玻璃钢制品的一种工艺方法。1.2 模压成型热固性模压成型是将一定量的模压料加入预热的模具内， 经加热加压固化成 型塑料制品的方法。1.3 缠绕成型纤维缠绕工艺是树脂基复合材料的主要制造工艺之一。 是一种在控制张力和 预定线型的条件下，应用专门的缠绕设备将连续纤维或布带浸渍树脂胶液后连 续、均匀且有规律地缠绕在芯模或内衬上， 然后在一定温度环境下使之固化， 成 为一定形状制品的复合材料成型方法。1.4 拉挤成型拉挤成型工艺是通过牵引装置的连续牵引，使纱架上的无捻玻璃纤维粗纱、 毡材等增强材料经胶液浸渍， 通过具有固定截面形状的加

3、热模具后， 在模具中固 化成型，并实现连续出模的一种自动化生产工艺。2、相关需求产品的制造工艺现阶段我们所涉及的玻璃钢材料主要为玻璃钢风管及管件、 玻璃钢平板、 玻 璃钢盖板和玻璃钢格栅板。根据浙江和江苏几家玻璃钢产品制作厂家的调查情 况，玻璃钢风管有两种制作工艺： 缠绕法和手糊法； 管件、平板和盖板为手糊法； 玻璃钢格栅板为模压成型法。我们现在所使用的玻璃钢管均为架空设置， 对承压性能无特殊要求， 为普通 玻璃钢风管。三门项目风管的制作工艺为机械缠绕法。 由于机械缠绕法速度较快， 对气泡的消除效果不好， 产品外观不尽人意。 手糊法虽然制作周期较长， 但产品 较美观。建议以后按手糊制作风管采购

4、。 如管径太大，必须采用机械缠绕工艺时， 应加强对外表面的美观度处理。2.1 玻璃钢风管及管件采用手糊工艺。其简化工艺流程描述如下： 管模准备管模清理打蜡抛光裹覆玻璃纸涂刷树脂旋 转管模同时裹覆玻璃纤维布重复前两步使之达到所需厚度待固化 脱模整体打磨管道使之平整精细处理涂刷面漆待固化检 查入库2.2 玻璃钢平板采用手糊工艺。其简化工艺流程描述如下： 模具准备模具清理精细打磨（砂纸）至光洁抛光打蜡（重复） 至光亮均匀涂刷胶衣 （彩胶）待固化铺设玻璃纤维布涂刷树脂 重复前两步使之达到所需厚度待固化脱模整体打磨毛刺 检查入库2.3 玻璃钢盖板采用手糊工艺。其简化工艺流程描述如下： 根据实际尺寸制作木

5、质模具木质模具精细处理翻制玻璃钢模具 模具清理精细打磨（砂纸）至光洁抛光打蜡（重复）至光亮均匀 涂刷胶衣（彩胶）待固化铺设玻璃纤维布涂刷树脂重复前两步 使之达到所需厚度待固化脱模整体打磨毛刺检查入库2.4 玻璃钢格栅板采用模压成型工艺。其简化工艺流程描述如下：已有钢制模具模具精细清理涂刷脱模剂均匀灌注树脂纵 向、横向交错牵拉玻璃纤维通过模刀渗动使树脂渗透玻璃纤维重复前三 步使玻璃纤维和树脂满模用沸水通过铜管加热钢模待固化脱模检 查入库3、玻璃钢管说明3.1 玻璃钢夹砂管标准及要求在今后的玻璃钢材料采购中， 可能会碰到管道埋地设置的情况， 这就需要用到玻璃钢夹砂管，并且 GB/T21238-20

6、07 玻璃纤维增强塑料夹砂管也可作为 玻璃钢风管的参考标准。玻璃钢夹砂管是以玻璃纤维及其制品为增强材料， 以不饱和聚酯树脂为基体 材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料， 采用定长缠绕工艺、 离 心浇铸工艺、连续缠绕工艺方法制成的管道。3.1.1原材料要求（1）玻璃纤维应采用无碱玻璃纤维及其制品制造 FRPM 管。所采用的无碱无捻玻璃纤维 纱应符合 GB/T 18369 的规定。无碱玻璃纤维制品应符合相应的国家标准或行业 标准的规定。（2）树脂所采用的不饱和聚酯树脂应符合 GB/T 8237 的规定。其他树脂应符合相应的 国家标准或行业标准的规定。内衬层树脂应采用间苯型不饱和聚酯树脂

7、或乙烯基树脂或双酚 A 型树脂。 给水工程用 FRPM 管的内衬层树脂卫生标准必须满足 GB 13115 的规定。 树脂浇铸体的性能应达到下列要求：a） 内衬层树脂对于定长缠绕工艺和连续缠绕工艺：拉伸强度 60MPa,拉伸弹性模量2.50GPa,断裂拉伸率3.5%。对于离心浇铸工艺：拉伸强度10MPa，断裂拉伸率3.5%。b） 结构层树脂拉伸强度60MPa,拉伸弹性模量3.0GPa,断裂拉伸率2.5%,热变形温 度70C（3）颗粒材料颗粒材料的最大粒径不得大于 2.5mm 和万分之一管壁厚度之间的较小值。 其中石英砂的 SiO2 含量应大于 95%，含水量应不大于 0.2%；碳酸钙的 CaCO

8、3 含量应大于98%，含水量应不大于0.2%。3.1.2质量外观要求（1） 外观质量FRPM管的内表面应光滑平整，无对使用性能有影响的龟裂、分层、针孔、 杂志、贫胶区、气泡和纤维浸润不良等现象；管端面应平齐；边棱应无毛刺；外 表面无明显缺陷。（2） 尺寸a.直径外径和内径系列应符合表1、2规定。表1外径系列FRPM管的尺寸和偏差（单位为 mm）公称直径DN外直径偏差200208.0+ 1.0，-1.0250259.0+ 1.0，-1.0300310.0+ 1.0，-1.0350361.0+ 1.0，-1.2400412.0+ 1.0，-1.4450463.0+ 1.0，-1.6500514.0

9、+ 1.0，-1.8600616.0+ 1.0，-2.0700718.0+ 1.0，-2.2800820.0+ 1.0，-2.4900924.0+ 1.0，-2.610001026.0+2.0，-2.612001229.0+2.0，-2.614001434.0+2.0，-2.8公称直径DN内直径范围偏差最小最大100971031.51251221281.51501471531.52001962041.52502462551.53002963061.83503463572.14003964082.44504464592.75004965103.06005956123.67006597144.28

10、007958164.29008959184.2100099510204.21200119512205.01400139514205.0b长度FRPM管的长度偏差：有效长度的）.5%。c.管壁厚度任意截面的管壁平均厚度应不小于规定的设计厚度， 其中最小管壁厚度应不小于设计厚度的90%。d.管壁结构管壁通常由内衬层、结构层和外表层组成。内层层厚度应不小于 1.2mm。e.管端面垂直度管端面垂直度应符合表3规定表3管端面垂直度要求（单位为 mr）公称直径DN管端面垂直度偏差DN V 6004600 10008（3） 巴氏硬度FRPM管外表面的巴氏硬度应不小于 40。（4） 树脂不可溶分含量管壁中树脂

11、的不可溶分含量应不小于 90%。（5） 直管段管壁组分含量直管段管壁中玻璃纤维、树脂和颗粒材料的含量由管材设计确定，并应在相 关技术文件中明确给出。（6） 力学性能（略，详见GB/T21238-2007玻璃纤维增强塑料夹砂管） 32玻璃钢风管相关技术要求3.2.1原材料要求（1）玻璃纤维及制品要求，所采用的无碱无捻玻璃纤维纱应符合玻璃纤 维无捻粗纱（GB/T 18369-2008）的规定。无碱玻璃纤维制品应符合相应的国家 标准或行业标准的规定，如无碱玻璃纤维无捻粗纱布 （JC/T281）、玻璃钢管和管件（HG/T21633-1991）。玻璃纤维布各型号标准及要求如下表 4、5.表4无碱无捻玻纤

12、制品代号（牌号）原纱号数X股数 （公制支数/股数）单纤维公称直径（m）厚度（mm）经纱纬纱经纱纬纱EWR200 (无碱无捻布-200)24 X 7 (41.6/7)24 X 5 (41.6/5)880.20 0.02EWR210 (无碱无捻布-210)24 X 6(41.6)(24 X 4) X 2(41.6/4) X 2880.21 0.02EWR220 (无碱无捻布-220)24 X 6 (41.6/6)(24 X 4) X 2(41.6/4) X 2880.22 0.02EWR300 (无碱无捻布-300)24 X 10 (41.6/10)(24 X 10) X 2(41.6/10) X

13、 2880.30 0.03EWR400 (无碱无捻布-400)24 X 20 (41.6/20)(24 X 10) X 2(41.6/10) X 2880.40 0.04EWR500 (无碱无捻布-500)24 X 28 (41.6/28)(24 X 14) X 2(41.6/14) X 2880.50 0.05（2）不饱和聚酯树脂应符合 GB 8237玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）用液体不饱和聚酯树脂的要求。（3） 如果选用其它增强材料和树脂，其质量要求符合生产厂的技术指标或 有关标准的规定。（4） 辅助成分的质量要求应符合其生产厂的技术指标或有关标准规定。322外观质量（1）外观制品的纤维必须

14、充分浸透树脂，纤维不得外露。不允许有层间分层、脱层、 树脂瘤、异物夹杂、色泽明显等不均匀现象。气泡：内衬层表面允许有直径最大为5.0mm的气泡，在每平方米内不超过3 处，可不予修补，否则必须将气泡划破修补。裂纹：内衬层表面应无龟裂，不允许有深度为 0.5mm以上的裂纹。凹凸：内衬层表面应光滑平整，不应有直径大于 5.0mm、深（或高）0.5mm 以上的凹凸。泛白：内衬层不允许有泛白现象。修补处同一部位不得超过两次。3.2.3树脂固化度巴柯尔硬度不应低于40,树脂固化度不应低于85%。3.2.4树脂含量低压力接触成型：内衬层65%，中间层为50 5%;长丝缠绕型：内衬层 80%，中间层为40土

15、5%。3.2.5机械性能机械性能应符合如下表4、5。表4低压接触成型玻璃钢制品的机械性能厚度拉伸长度弯曲长度弯曲弹性模量(mm)2MPa(kgf/cm )2MPa(kgf/cm )2MPa(kgf/cm )3.0-5.0 61.8 (630) 107.9 (1100) 0.48 (4.9)x 1045.1-6.5 82.4 (840) 127.5 (1300) 0.55 (5.6)X 1046.6-10 93.2 (950) 137.3 (1400) 0.62 (6.3)X 104大于10 107.9 (1100)147 (1500) 0.69 (7.0)X 104表5长丝缠绕玻璃钢制品的机械

16、性能环向拉伸长度， MPa(kgf/cm )284 (3000)环向弹性模量，MPa(kgf/cm 2)24517 (250000)轴向拉伸强度， MPa(kgf/cm 2)147 (1500)轴向弹性模量，MPa(kgf/cm 2)122500 (125000)抗压强度，MPa(kgf/cm 2)235 (2400)3.3玻璃钢风管和玻璃钢夹砂管价格比较及选择不同树脂对玻璃钢材料价格影响明显。对于同样采用双酚 A树脂做原材料的玻璃钢风管和夹砂管，其典型管径价格对比列于表 6。表6玻璃钢风管和夹砂管价格对比规格玻璃钢风管单价(元/米)夹砂管单价(元/米)单价比DN300125 (3.5mm)1

17、731.38DN 400184 (4mm)2841.54DN 600433 (5mm)5081.17DN 800450 (6mm)7781.73DN 1000583 (8mm)12182.09DN 1200809 (8mm)17032.11由数据表看出，玻璃钢夹砂管单价比玻璃钢风管要高，并随管径的增加而愈 加显著。现阶段我们除臭项目用到的风管，都是架空设置，管道内微负压或微正压。 基本上管道内压力0.04MPa已是上限压力，玻璃钢风管可满足要求，并且成本 较低。如若需要管道埋地，埋地部分需选择玻璃钢夹砂管，以保证其承受外压的 能力。3.4玻璃钢风管寿命玻璃钢管在长期使用期间可能会发生强度的衰减

18、，这一折减主要源自于玻 璃钢管的老化，玻璃钢管不同程度地暴露于空气中，经受日晒雨淋、寒暑交迭、 干湿交替，经过若干年后，会使玻璃钢的性能受到影响，这种现象被称为老化， 从60年代开始，根据统一的研究计划，曾在全国范围内开展玻璃钢老化研究， 研究工作持续近20年，结果发现，老化现象并不是一个特别严重的问题，最明 显的变化，是在紫外线作用下，经历 13年后，玻璃钢管表面发生纤维裸露， 但这只涉及很薄的一层，其后不再继续向内层扩展，对强度影响不大。在材料 选用时，可在基体上填加紫外线抵抗剂，在玻璃钢管外表面附加一层富树脂层，可解决此问题。3.5 产品选择经验总结3.5.1总体要求 玻璃钢臭气收集管道

19、即以热固性树脂为基体成型的纤维增强复合材料。 风管 内流动介质主要是 H2S、NH3 等污水产生的臭气。如有埋地设置，该部分管道选 用玻璃钢夹砂管，按玻璃纤维增强塑料夹砂管 （GB/T21238-2007）标准执行采购。架空部分采用有机玻璃钢风管， 玻璃钢用树脂为液体不饱和聚酯树脂， 须 符合玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）用液体不饱和聚酯树脂 （ GB 8237）的规 定，无碱无捻玻璃纤维纱应符合 玻璃纤维无捻粗纱（GB/T 18369-2008）标准， 玻璃纤维布是无碱或中碱性材料， 应符合无碱玻璃纤维无捻粗纱布 （ JC/T281） 的规定。玻璃钢风管制作采用手糊或缠绕法，玻璃钢风管从内向外应

20、由内衬防腐层、 结构层和外表层组成。内衬防腐层：内衬防腐层又富树脂层、 中间层组成。 该层要考虑臭气的弱酸 腐蚀性，因此富树脂层树脂含量大于 90%，厚度约为0.5mm。中间层采用短切 玻璃纤维毡，树脂含量大于 70%，厚度约为2mm。内衬层的重叠宽度不小于50mm。结构层：该层对内表层起加强作用， 主要抵抗风管所承受的外界载荷， 保证 风管的刚度强度稳定性， 采用玻璃纤维增强， 承载载荷和保护内层， 结构层的树 脂含量应在 40%50%之间，厚度按荷载条件计算确定。外表层：该层与外界空气接触， 接受阳光直晒， 为防止管道在室外紫外线辐 射作用下产生的老化作用，厚度 1.5m m，树脂含量大于

21、90%，并需添加抗紫外 线的成分（如荧光增白剂） ，以保护内层结构。3.5.2具体材料选用（1）树脂的选用：树脂是玻璃钢中的基体材料， 其作用是在纤维间传递力载荷， 它决定玻璃钢 的耐热、耐腐蚀、耐老化性能。树脂分为热塑性和热固性树脂两种。常用的玻璃 钢是热固性树脂生产的。其中常用的有不饱和聚脂树脂、环氧树脂、酚醛树脂。 对于玻璃钢风管材料树脂选用，现在业内普遍选择不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯常用牌号中， 192N、P65 901、191、189、886 都属于邻苯型树 脂，多用于结构层制作； 2028、972 属于间苯型，既可作内衬也可作结构层用； 9503 为对苯型； 3301、197、38

22、2、941 属于双酚 A 型，用于内衬制作，用于耐 化学腐蚀要求高的地方； 470、430、590、3201、MFE-2、W2-1 属于乙烯基型 或改良型树脂，用于耐化学腐蚀、耐温要求更高的场合； 2028、382、976A 属于 食品级树脂，用于制作输送或存放自来水或食品的玻璃钢管道或容器。 X-41 属 于二甲苯型树脂，用于内衬制作。经过各厂家了解， 191、196树脂，双酚 A 型不饱和树脂和 MFE-2 树脂被很 多厂家使用，有些厂家采用单一树脂方式， 也有很多厂家采用混合树脂使用方式， 即内衬层使用更优良的树脂， 结构层和外表层选用通用型树脂。 经了解， 如果均 以单一树脂作原料，以

23、 191 树脂作为基准，那么选用 196 树脂，价格将会提高 10%左右，选用双酚 A 型树脂，价格将会提高 40%左右。（2）玻璃纤维的选用： 玻璃纤维是决定玻璃钢管质量的主要承力部分， 它不仅能提高玻璃钢管的强 度和弹性模量，而且能够减少收缩变形，提高热变形温度和低温冲击强度等。市面上用于玻璃钢材料制作的无碱玻璃纤维布主要有 03#、04#等（数字表示布厚， mm 为单位）。无碱布较中碱布性能优良， 我们选用物件布作为原材料。 由于内衬防腐层和 表面层需要制作光滑，适于选择比较薄的玻璃纤维布，适于使用超薄布，比如 018#玻璃纤维网格布。 结构层起加强作用， 主要抵抗风管所承受的外界载荷，

24、 适 于选用较厚的玻璃纤维布，可选择 04#玻璃纤维网格布。（3）外表胶衣层： 市面上有些厂家产品没有外表胶衣层，保持产品原色（浅绿泛黄） 。但是外 表胶衣层可以使玻璃钢材料表面性能提高， 比如美观度、 光滑度等， 并对玻璃钢 材料有一定的防护作用。 另外，由于我们的风管为露天架设， 需要考虑防日照紫 外线的因素， 所以需要在外表胶衣层里面添加荧光增白剂等抗紫外线成分， 以提 高材料的防紫外线能力，减缓材料老化。3.5.3原材料组合总结玻璃钢材料的成本主要体现在树脂的价格上， 大约占到总成本的 60%，其他 成本主要体现在人工上。下面将市场上常见的玻璃钢用原材料组合汇总如下表7。表7常见玻璃钢

25、风管材料组合情况组合内衬层结构层外表层价格指数1191 树脂 +018#玻纤布191树脂+04#玻纤布191树脂+018#玻纤布+荧光增白剂0.792196 树脂 +018#玻纤布196树脂+04#玻纤布191树脂+018#玻纤布+荧光增白剂0.893双酚A树脂+018#玻纤布191树脂+04#玻纤布191树脂+018#玻纤布+荧光增白剂0.974MFE-2树脂+018#玻纤布191树脂+04#玻纤布191树脂+018#玻纤布+荧光增白剂15双酚A树脂+018#玻纤布双酚A树脂+04#玻纤布双酚A树脂+018#玻纤布+荧光增白剂1.68注：以现在使用产品的价格指数为基准计算。 191、196属

26、于通用型树脂，MFE-2、双酚A属于耐化学型树脂。04#玻纤布为EWR-400的俗称。组合4是我们现在选用的材料组合： 在191树脂作为结构层树脂的基础上， 又选用了有较强耐腐蚀性能的 MFE-2型树脂作为内内衬层树脂，以抵抗H2S等 气体的腐蚀伤害，有效延长管材寿命和使用年限。另外在外表层涂刷了含荧光增 白剂的胶衣树脂，以抵抗紫外线对风管的伤害，可有效缓解风管因长时间暴晒的 老化问题。该富树脂层的胶衣树脂可根据需要选择与环境相适宜的颜色， 但经过3-5年时间颜色会整体变淡，但不影响其对紫外线的抵抗效果。在材料选择上，当然是越耐高温、耐腐蚀的树脂材料更好，但是产品价格也 会相应提高。我们在采购时，应在产品原材料符合相关标准，保证产品质量的前 提下，选择适宜的材料搭配，来降低产品成本。